Neurony umějí počítat a rozeznávat číslice

Jak víme, zda se díváme na tři nebo na čtyři jablka? Výzkumníci z bonnské a tübingenské univerzity jsou o krůček blíž k zodpovězení této otázky. Podařilo se jim předvést, že některé neurony, tedy mozkové buňky, se aktivují zejména při zaznamenání tří prvků, jiné při zaznamenání odlišného počtu prvků. Podobný efekt pozorovali u čísel.

U lidí se například při spatření čísla „2“ neaktivují stejné neurony jako při spatření čísla „5“. Výsledky také ukazují, jak se učíme zacházet s číselnými symboly v porovnání s počty prvků.

Výzkumníci během své studie využili skutečnosti, že epileptologická klinika bonnské univerzitní nemocnice se specializuje na mozkovou chirurgii. Lékaři se pokoušejí léčit epileptické pacienty operací, při které odstraňují nervovou tkáň postiženou nemocí.

K nalezení oblasti nemocného ložiska musejí v některých případech do mozku postižené osoby zavést elektrody. Jako vedlejší efekt mohou výzkumníci při této proceduře sledovat pacientovo myšlení.

Neurony rozpoznají tečky

Devíti účastníkům z řad epileptických pacientů do spánkového laloku badatelé zavedli elektrody o tloušťce lidského vlasu „To nám umožnilo měřit reakci jednotlivých nervových buněk na vizuální podněty,“ vysvětluje Florian Mormann, vedoucí týmu Kognitivní a klinické neurofyziologie.

Vědci svým dobrovolníkům na počítačovém monitoru ukázali různé počty bodů. Někdy jeden, jindy čtyři nebo pět. „Podařilo se nám předvést, že určité mozkové buňky reagují primárně v odpovědi na velice specifické počty prvků,“ vysvětluje Esther Kutter, vedoucí autorka studie. „Některé se například aktivují při třech tečkách, jiné při jedné.“

Každý počet prvků přitom v mozku vytváří specifický vzorec aktivity. “Vytvořili jsme klasifikační algoritmus, který tento vzorec hodnotí,“ vysvětluje Mormann. „To nám umožnilo vyčíst z vybuzení nervových buněk počet bodů, který náš pokusný subjekt vidí.“

Vědci také pozorovali zajímavý efekt: Ačkoliv byly neurony „nastaveny“ na určitý počet prvků, reagovaly i na lehce odlišné hodnoty. Mozková buňka nastavená na tři prvky byla aktivní i v odpovědi na dva nebo čtyři body, její aktivita však byla slabší.

Při jednom nebo pěti bodech byla aktivita sotva znatelná. Odborníci to nazývají „Efektem numerické vzdálenosti“. Profesor Andreas Nieder z Univerzity v Tübingenu již demonstroval stejný fenomén při pokusech na opicích. „Lidský mozek zpracovává čísla stejně jako ten opičí,“ zdůrazňuje. „Potvrzuje to, že opice jsou při výzkumu zpracování kvantitativních informací nepostradatelným modelem.“

Číslice se učíme odlišně než jiné symboly

Způsob, jakým zpracováváme číslice, tedy symboly reprezentující počet, lze těžko rozklíčovat bez pomoci zvířat. Vědcům se nyní poprvé podařilo prokázat, že tento proces v principu funguje podobným způsobem jako zpracování počtu prvků. Když vidíme určitou číslici, aktivují se určité mozkové buňky. Neurony pro číslice a neurony pro počet prvků však nejsou identické. Číslice „3“ vybudí zcela odlišné nervové buňky než pohled na tři tečky.

Další pozorování je ještě zajímavější. „Neurony pro číslice také uplatňují efekt numerické vzdálenosti,“ říká Mormann. „Jsou stimulovány nejen konkrétní číslicí, ale také jejími sousedy, avšak velice slabě.“ Tento fenomén nicméně dokazuje, že číslice se učíme jinak, než jednoduché symboly: V určitém smyslu se neurony naučily, že hodnota 3 se pouze lehce liší od 2 a 4, jinak by na tyto dvě číslice nereagovaly. Z toho se dá usuzovat, že číslice jsou pevně a úzce propojené s jistým pojmem o množství.

Výzkumníci doufají, že jejich výsledky přispějí také k lepšímu porozumění dyskalkulii, vývojové vadě, která mimo jiné souvisí s horším chápáním množství. (zdroj: technologynetworks.com)